Различие и дискретность

Этот Виктор Перестукин решал задачу, и у него получилось, что траншею выкопали полтора землекопа.

Лия Гераскина

В конечном счете, всех интересует только то содержание, которое понятно и доступно человеку. А то, что происходит внутри компьютера, заботит хотя и большое количество специалистов, но все-таки их гораздо меньше тех, кто использует его в качестве инструмента.

Если вы вспомните главы, посвященные аппаратной части настольных издательских систем, то там утверждалось, что устройства ввода предназначены для преобразования соответствующей информации в цифровую форму, а устройства вывода, наоборот, для преобразования цифровых кодов в значения, понятные для восприятия человека.

Информацию о существующих в настоящее время устройствах ввода информации см. в части I.

Замечание

Однако следует попутно заметить, что такая идиллическая ситуация возможна только при том условии, что кодовые таблицы для соответствующего вида информации на входе и на выходе совпадают, т. е. при условии, что они в данной системе стандартизированы.

В этой главе мы обратим более пристальное внимание на другую половину кодовой таблицы, т. е. на столбец "значение". И первый важнейший вопрос: каким обязательным свойством должно обладать значение для того, чтобы его можно было закодировать?

Замечание

Кстати, в предыдущих главах нам удавалось составлять кодовые таблицы без упоминания этого свойства.

Пример 1

Вспомним, что мы рассматривали возможность кодирования студентов определенной группы или даже всего факультета. Если кого-то исключили, или кто-то перешел в другое учебное заведение, или девушка сменила фамилию по понятной причине, то это ведь не означает, что вся кодовая таблица распадается и возникает необходимость вновь ее формировать на каких-либо других принципах.

Пример 2

Кроме того, мы также получили таблицу, в которой произвольным образом присвоили коды четырем ахроматическим цветам.

Эти примеры приведены для того, чтобы можно было увидеть различие между списком студентов и списком цветов. Возможна ли ситуация, когда в кодовой таблице представлены, как у одного детского писателя, "четверть студента N" и "три четверти студента М"? Безусловно, нет. А у цвета это вполне возможно. Например, "сине-зеленый", "розово-фиолетовый" и т. д.

Итак, нам необходимо определить то свойство, без которого не обойтись при составлении кодовых таблиц. А только кодовая таблица позволит в дальнейшем использовать этот вид информации в компьютерных технологиях.

Пример-метафора

Считается, что любой коллектив — это совокупность отдельных индивидуальностей, как бы они друг с другом ни были связаны. Футбольную команду можно представить в виде списка, в котором каждому футболисту будет отведена отдельная строка, что дает основание для того, чтобы в эту строку добавить и условный код.

Что касается футболистов (как, впрочем, и других спортсменов), то каждый из них— постоянный участник процедур кодирования: любой футболист (или спортсмен) получает номер, который позволяет в данный отрезок времени однозначно идентифицировать участников матча или забега. Номер помогает различать спортсменов. Налицо классическая схема кодирования и декодирования (если совпадают таблицы кодирования).

Поэтому для того, чтобы закодировать информацию о конкретных людях (или о чем угодно) и заполнить столбик значений, необходимо однозначно выделить каждого из них. Это значит, что все значения, предназначенные для кодирования, должны отличаться друг от друга по какому-нибудь критерию.

Это и есть главное свойство, которое называется "дискретностью".

Определение

Дискретность — это свойство, позволяющее различать однотипные или однородные объекты.

Справка

Слово "дискретность" латинского происхождения: "discretus" — это причастие от глагола "discere", что переводится как "отделять", "разделять", следовательно, само слово означает "разделенный" или "отделенный".

Таким образом, необходимо сформулировать обязательное условие: все значения, подлежащие кодированию, должны быть дискретны.

Важная мысль

Все значения, подлежащие кодированию, должны быть дискретны.

Это означает, что располагая раздельными элементами, а проще говоря, располагая элементарным списком элементов, можно легко включить их в кодовую таблицу (или говоря наукообразно, "подвергнуть кодированию").

Пример-метафора

Работа по дискретизации элементов речи, или текста, и созданию алфавита языка выполнена задолго до компьютерных технологий, а задача последних оказалась относительно проста (когда уже существует готовый алфавит, хотя бы и неоптимальный с точки зрения удобства кодирования) — поставить в соответствие каждой букве числовые двоичные коды.

В случае с алфавитом какого бы то ни было языка задача упрощена тем, что к моменту кодирования букв программисты уже располагали конечным количеством элементов, им осталось только их пересчитать и определить, какое количество двоичных разрядов потребуется для этой цели. А затем поставить в соответствие каждому дискретному элементу свой код.

В любом случае кодовую таблицу легко создавать, имея в наличии алфавит, список, перечень или прейскурант.

Пример

Каждый из нас вполне способен отличить белое от черного. В языке существуют резко отличающиеся и не смешиваемые друг с другом (однозначные) понятия "белого" и "черного". Безусловно, иногда возможна неуверенность по поводу того, можем ли мы четко квалифицировать какой-нибудь реальный цвет как "белый" или как "черный". В одних условиях нам может казаться, что этот цвет очень светлый, почти белый, а в других — очень темный, почти черный.

Для компьютерных технологий "дискретный" является синонимом "целочисленный". Например, даже дробные числа должны получить особую форму дискретных чисел (кодов).

Если данные не дискретны, т. е. как бы размыты, процедура кодирования невозможна. В этом принципиальное различие компьютерного "мышления" и человеческого: сами-то мы часто оперируем чрезвычайно неопределенными понятиями — "искусство", "талант", "любовь", "счастье", "надежда".

Следует обратить внимание на то, что дискретность — это универсальное требование цифровых технологий, по сути процесс собственно дискретизации и процесс квантования — это различные виды дискретизации (разбиение непрерывного сигнала на отдельные отсчеты или уровни).

Содержание раздела